兼容多目标调控需要的新型容量市场机制设计

随着“双碳”目标的提出,电力行业减碳步伐加快,碳交易、绿证交易与超额消纳量交易成为减少碳排放与促进新型电力系统发展的重要市场手段。首先,基于双边集中竞价模式,构建火电、风电、光伏企业与电力用户共同参与的耦合碳-绿证-消纳量的日前电量市场交易机制。其次,兼顾市场成员收益与电量市场社会福利最优目标,建立了上下层迭代交互式交易优化模型。最后,采用交替方向乘子法进行迭代求解,并在IEEE-30节点系统上分析碳配额基准、绿证比例及消纳量交易价格对电量市场出清结果、发电商收益及用户成本的影响。算例结果表明,与单一电能量市场交易机制相比,耦合碳-绿证-消纳量的电量市场交易机制能够显著降低火电企业的碳排放量,同时提高风电、光伏企业的中标电量,激励用户跟踪系统新能源出力,减轻系统弃风、弃光现象。

     

适应清洁能源发展和现货市场运行的容量市场机制设计

随着中国电力体制改革的不断深化与现货市场建设的全面铺开,部分省区已暴露出电力容量充裕性不足、发电资源产生大量搁浅成本等问题,亟须完善容量市场机制,健全电力市场体系,以促进机组投资和保障发电容量充裕性.文中提出了一种适应清洁能源发展且与现货市场运行相适应的容量市场机制.一方面,将现货电能量交易要素纳入考虑,调动了容量资源在固定成本和运行成本两方面的竞争力,强化了容量投建与系统运行的联系,有利于形成更加切实可行的容量投建方案;另一方面,切合\"碳达峰、碳中和\"目标,内嵌能源结构约束以兼容产业结构调整从而获得满足能源清洁低碳转型要求和经济性最优的容量组合.最后,通过构建双层优化模型实现计及现货市场运行的容量竞价集中出清,采用改进的IEEE 24节点等系统的算例模拟计算表明,所提机制能够在激励市场主体主动参与、适应未来清洁能源成本替代效应的同时,实现市场整体经济效率的有效改进.     

基于多市场均衡的综合能源市场机制设计

近年来,我国综合能源技术与产业蓬勃发展,已有诸多研究和实践探索基于集中竞价、统一决策的综合能源市场模式。然而,大统一的市场改革与运作可能产生由于体制重组、决策过程不透明和复杂信息交互引起的交易成本。为避免颠覆性改革成本、防止信息不对称产生的市场失灵,该文设计基于多市场均衡的综合能源市场体系,提出综合能源跨商品套利、跨区(市)套利、跨期套利以及期现套利的交易模式。进而,构建综合能源服务商参与多市场套利和交易的双层优化模型,以综合能源服务商为主体,通过披露不同能源当量价格信息,激励其套利和交易行为,由此促进多能市场之间的均衡。基于我国广东省的实证分析表明,市场成员套利交易行为能够促进不同能源市场之间的价格均衡,以最小的改革成本获取最大的市场效益。     

适应中国现行电力市场环境下的容量市场机制设计

从保证电力系统发电容量充裕度的必要性出发,研究国外电力市场中保障电力系统可靠发电容量的体制机制,提出适应中国电力市场环境下的容量市场机制设计方式,有助于建设与现行机制耦合的容量市场机制,保障系统发电容量充裕及系统长期稳定运行。     

欧洲战略备用机制对我国发电容量充裕性问题的启示

确保发电容量充裕是电力系统安全运行和电力市场稳定的必要条件,是电力工业发展中需要解决的核心问题之一。随着全球能源电力低碳转型,电力系统发电容量充裕性面临着严峻挑战,国际上已实施多种容量机制。文章结合欧洲能源转型及电力市场化改革过程梳理容量机制的建设背景、发展脉络及现状,重点分析欧洲2019/943法案推荐近期适用的战略备用机制,及该机制在芬兰、德国、比利时的设计细节。双碳目标下,我国煤电将由主体电源转变为调节性、支撑性电源,亟需容量机制保障其安全平稳转型。文章梳理了我国煤电容量机制现状及问题,指出战略备用机制具有良好的适用性,分析设计实施该机制的关键问题,为国内容量机制建设提供了决策参考。     

欧洲战略备用机制对我国发电容量充裕性问题的启示

确保发电容量充裕是电力系统安全运行和电力市场稳定的必要条件,是电力工业发展中需要解决的核心问题之一。随着全球能源电力低碳转型,电力系统发电容量充裕性面临着严峻挑战,国际上已实施多种容量机制。文章结合欧洲能源转型及电力市场化改革过程梳理容量机制的建设背景、发展脉络及现状,重点分析欧洲2019/943法案推荐近期适用的战略备用机制,及该机制在芬兰、德国、比利时的设计细节。双碳目标下,我国煤电将由主体电源转变为调节性、支撑性电源,亟需容量机制保障其安全平稳转型。文章梳理了我国煤电容量机制现状及问题,指出战略备用机制具有良好的适用性,分析设计实施该机制的关键问题,为国内容量机制建设提供了决策参考。     

考虑发电容量适应性的多目标输电网规划

电源和负荷增长的不确定性及发电出力变化将对电网规则方案的适应性和灵活性提出新的要求.文中引入发电容量适应性指标,衡量网络结构对发电出力容量变化的适应能力,建立考虑网络结构优化的多目标输电网规划模型,对多场景电网期望负载水平进行优化,改善电网运行环境和应对发电出力容量变化的能力,提高电网功率传输能力,减少各场景下的负荷损失.典型算例结果表明了文中模型和方法的有效性.     

电动汽车用户参与调控意愿的多代理表征与可信容量量化

作为一种重要的可调节资源,电动汽车(EV)参与调控有助于提升电力系统充裕性。然而,EV用户行为的不确定性可能为EV备用容量带来失效风险。针对上述问题,提出了EV用户参与调控意愿的多代理表征与可信容量量化方法。首先,结合EV出行行为设计了用户参与调控意愿的调研问卷,采集了真实用户参与调控的意愿数据;其次,通过小样本问卷数据深度挖掘建立了高效表征用户集群意愿的多代理模型;然后,在此基础上提出了用户参与调控意愿的判别方法,建立了EV集群可信容量量化模型;最后,通过算例分析了代理个体数等关键参量对EV用户集群参与调控意愿判别的影响,给出了合理设参时不同置信度下的EV集群可信容量。     

光伏光热互补发电系统多目标容量优化研究

将光伏发电和光热发电相结合,可以改善单独光伏发电可靠性低和单独光热发电成本高的缺陷。故提出一种针对光伏光热互补发电系统的多目标容量优化方法,旨在寻找平衡互补系统经济性和供电可靠性的最优折衷解。以张北地区的光伏光热互补发电系统为例,对其进行了容量优化,获得了帕累托最优解集,进而通过理想点法获得了最优折衷解,并通过敏感性分析研究了电负荷及容量参数变化对系统容量优化结果及性能的影响。结果表明,当太阳能倍数2.5、电加热器额定功率为74 MW、储热时长20 h、光伏装机容量82 MW和蓄电池容量为0时,互补系统有最优折衷解,相应的平准化度电成本和负载缺电率分别为1.06元/(kW·h)和5.57%。     

美国PJM电力容量市场分析

通过详细分析美国电力工业发展数据,指出其20世纪60到70年代电力工业的高速发展奠定了美国电能市场的基础,但电能市场无法有效引导电源建设,埋下了电力供求失衡的隐患,也促使美国开始了容量市场建设的历程。介绍和分析了美国PJM电力容量市场,指出电力容量市场是有计划特色的市场,同时也处于不断完善过程中。提出了我国电力工业处于迅速发展过程,更应该建立符合我国实际的电力容量市场,用市场化的方式引导电力工业可持续发展的观点。     

电力市场中激励性发电商竞价机制设计研究

利用机制设计和边际成本定价理论，首次将发电商报价曲线的斜率和截距分别作为策略变量设计了一种具有激励相容特性的发电市场竞价机制并推导了相关公式．模型中发电成本考虑了更为通用的二次函数形式，发电报价按线性函数考虑．仿真结果表明，在所考虑的条件及相应设计的竞价机制下，各发电商均有动力按照真实成本报价，所设计的竞价机制是有效的．     

发电公司容量信用最优交易量确定方法

建立发电容量市场有助于确保市场环境下的发电容量充裕性,满足电力系统运行的安全可靠性要求。本文分析发电公司参与容量市场的机会成本,得到不同市场环境下的均衡容量电价和相应的发电公司容量信用交易量。算例结果表明,均衡容量价格由容量市场总需求量、发电公司不可外送容量、区域间电价差等决定,它与容量电价上限值共同决定发电公司容量信用的最优交易量,此方法具有较强的实用性与可操作性。     

考虑调频绩效机制下储能在多市场中的最优投标策略研究

辅助服务对于保证电力系统的安全稳定运行至关重要。随着具有间歇性和波动性的可再生能源的比例不断增大,电网的调峰调频需求和压力不断增加。储能具有快速响应调节能力,是优质的调频资源。基于绩效的调频市场机制可以为储能提供经济激励,合理补偿其成本,调动储能提供调频的积极性。建立了在基于绩效的调频市场机制下储能的日前多市场最优投标决策模型。该模型可以指导储能优化资源配置,在能量与辅助服务市场收益之间进行权衡,实现利润的最大化;还可以作为估计储能收益潜力的工具,进而引导储能的投资决策。最后通过算例分析验证了所建模型的有效性。     

储能电站参与能量-调频市场联合调度模式研究

随着电力市场改革的稳步开展以及储能技术的重大突破,储能电站作为交易主体参与电力市场交易机制的研究提上日程,成为进一步深化储能商业化运营亟待解决的重要问题。以美国加州调频补偿机制为应用背景,基于电力系统源-网-荷-储的协同特性以及储能电站的运行和调节特性,考虑储能电站调频容量与调频里程的耦合,构建了储能电站作为交易主体参加能量市场与调频辅助服务市场的联合调度模型。基于改进IEEE 39节点系统的算例对所提模型进行了验证,并对加州模式下,储能电站本身的运行特点及其对系统运行的影响以及储能电站参与能量市场和调频辅助服务市场的利益分配特点等进行了详细分析,对国外储能电站参与电力市场的成熟应用模式的国产化具有较好的启示作用。     

电力市场中的调峰权

针对系统在低谷期负荷特性及发电机组的策略,提出了调峰权和调峰权交易机制的概念。在该机制下,发电机组通过交换可调容量获得合理的效益,从而有效激励发电机组在系统需要时参与调峰。文中对比了机组在参与调峰权交易前后的发电成本,并证明实施调峰权交易对控制市场成本的作用。研究结果表明:在有功市场竞标后进行调峰容量交易可以减少系统调峰压力,同时,发电成本和市场总体购电费用也因机组启停次数减少而随之下降,调峰权交易机制是有效可行的。     

市场机制下考虑节能环保的日计划新方式

在国家节能环保的政策下,新的发电调度方式如何与竞价上网的电力市场机制有机结合起来,是一个值得研究的问题.文中提出了市场机制下考虑节能与环保多目标的日计划新方式,定义了多目标决策模型的满意度与贴近度概念,从而将多目标模型转化为基于目标满意度的单目标决策模型.决策者可以调整目标满意度与贴近度进行交互式求解,得到各方面均衡的满意结果.算例仿真表明,该文的模型与方法能够主动协调市场公平竞争与环境保护,简便可行,可用于工程实践.     

适应高比例新能源发展的电力市场容量保障机制分析

随着全球电力系统的低碳转型,在现有电力市场框架下,能否通过市场机制释放合理价格信号来保障电力系统中灵活性电源与可靠性后备容量的充裕性,是否需要设置容量保障机制,以及如何进行容量保障机制设计,已成为维持电力系统可持续性发展的重要课题.文章首先讨论了高比例新能源电力系统采用单一能量市场模式可能出现的发电充裕性问题,通过构建...     

重庆电网节能减排与发电市场的协调机制设计

结合重庆及其周边电网实际特点,对重庆电网各种节能减排措施进行可行性分析,提出采用基于年度差别电量计划的发电调度模式,同时开展多种市场交易模式,建议继续开展关停小火电机组发电量指标转让交易以加快关停小火电机组;扩大交易范围,利用市场调节机制促进小火电逐步减少发电。文章研究设计了重庆电网节能减排协调机制,并用重庆案例分析验证了所提出的协调机制的有效性。     

计及网络约束的激励性电力市场竞价机制设计

根据机制设计理论,设计了一种具有激励相容特性的电力竞价机制.该机制考虑了网络约束的影响,解决了在实际应用时难以计算的问题,并能有效地激励发电商上报真实成本,实现社会资源的合理配置.文章以IEEE-14节点列络为算例进行仿真分析,结果表明该机制可抑制发电商的市场力,节约购电成本,稳定电价,有利于实现社会资源的优化配置.